Zasadnicze różnice konstrukcyjne

Kolektory próżniowe, bez względu na różnice, jakie występują w ich wewnętrznej budowie, składają się ze szklanych elementów w kształcie rur. Ich wspólną, wyróżniającą cechą jest wykorzystanie próżni jako izolatora ciepła. Kolektory płaskie, najczęściej o kształcie prostokątnym, pozbawione są skutecznej ochrony przed utratą pochłoniętego ciepła. W efekcie współczynnik strat energii cieplnej w skrajnych warunkach termicznych może dorównywać współczynnikowi pochłaniania energii cieplnej niwecząc osiągnięcie celu, dla jakiego te urządzenia powstały. W kolektorach płaskich czynnik grzewczy przepływa bezpośrednio przez rurkę o małej średnicy ułożoną w meandrujący sposób na lub pod płytą absorbera. Takie rozwiązanie zwiększa opory przepływu, skutkując zwiększonymi wydatkami na pompowanie czynnika grzewczego. Rozruch instalacji wyposażonej w kolektory z bezpośrednim przepływem czynnika grzewczego jest utrudniony. W kolektorach próżniowych (w tym produkcji ProjprzemEko) zastosowano najnowsze rozwiązania dwufazowego przekazywania ciepła z wykorzystaniem technologii „heat pipe”. Opory przepływu czynnika grzewczego zostały dzięki temu zmniejszone. Kolektory próżniowe z takim rozwiązaniem są szczególnie korzystne do stosowania w rozbudowanych instalacjach grzewczych obiektów wymagających dużych pól kolektorów Np. dla basenów sportowych. Nadto rozruch instalacji jest w dużym stopniu ułatwiony.

Porównanie efektywności energetycznej

ProjprzemEko dysponuje stanowiskiem badawczym do badania sprawności cieplnej kolektorów słonecznych. Stanowisko to pozwala na ocenę aktualnych parametrów natężenia promieniowania słonecznego przy jednoczesnym odczytywaniu chwilowych i sumarycznych uzysków cieplnych w badanym kolektorze.

W poniższym zestawieniu pokazano wyniki badań w porównywalnych warunkach dwóch kolektorów o podobnej powierzchni absorpcyjnej:

1. produkcji ProjprzemEko typu PE20-58 oraz
2. popularnego płaskiego kolektora polskiej produkcji.

Badania prowadzono zgodnie z obowiązującą normą PN-EN 12975-2. W poniższym zestawieniu użyto następujących symboli: AA pole powierzchni absorpcyjnej kolektora [m2]; a1 stała algebraiczna [Wm-2K-1], w odniesieniu do T*m (=tm-ta)/G) – zredukowanej różnicy temperatur [m2KW-1]; a2 stała algebraiczna [Wm-2K-1], w odniesieniu do T*m ; G sferyczne napromieniowanie słoneczne [Wm-2]; Q użyteczna moc kolektora [W]; ta temperatura otoczenia [°C]; tm średnia temperatura czynnika przepływającego przez kolektor (=tin+(ΔT/2)) gdzie ΔT=te-tin, te – temperatura czynnika na wyjściu z kolektora, tin – temperatura czynnika na wejściu do kolektora; η sprawność kolektora w odniesieniu do T*m ; ηo sprawność optyczna kolektora przy zerowych stratach (T*m=0);

Spostrzeżenia :
W przeprowadzonym teście kolektor płaski wyróżniała wyższa sprawność optyczna. Pomimo tego, we wszystkich testach kolektory próżniowe wykazywały wyższą sprawność ogólną i wyższą wydajność energetyczną. Przy czym różnice, jakie są obserwowane i wyliczane dla warunków letnich są w granicach błędu metody badawczej i nie są istotne. Natomiast dla warunków jesienno – wiosennych i szczególnie zimowych różnice są zasadnicze na korzyść kolektorów próżniowych. Ciekawym jest spostrzeżenie, że kolektor próżniowy wykazuje wyższą sprawność i wydajność energetyczną w okresie zimowym niż kolektor płaski w warunkach przejściowych jesienno – wiosennych. Reasumując: kolektory próżniowe i płaskie można uznać za urządzenia o równorzędnych wydajnościach energetycznych tylko w warunkach letnich. Natomiast w warunkach jesienno – wiosennych i zimowych kolektory próżniowe zdecydowanie przewyższają konstrukcje płaskie, sięgając 3 krotnie większej wydajności. Ma to bezpośrednie przełożenie na sumaryczne uzyski energetyczne w całym okresie rocznym. Wyniki badań wyraźnie pokazują przewagę próżniowych rurowych kolektorów słonecznych nad powszechnie stosowanymi kolektorami płaskimi.